云南大唐紅河發(fā)電公司#2鍋爐是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1025/17.5．L.HM37型300 MW循環(huán)流化床(CFB)鍋爐，2006年8月27日通過(guò)168h試運(yùn)行，正式投入商業(yè)運(yùn)行。#2鍋爐在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐的旋風(fēng)分離器的入煙溫經(jīng)常處于超溫運(yùn)行(950—990℃)，嚴(yán)重威脅著#2鍋爐風(fēng)煙燃燒系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)這一情況，對(duì)#2鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)量進(jìn)行了調(diào)整試驗(yàn)，尋找改變一次風(fēng)率對(duì)#2鍋爐旋風(fēng)分離器入口煙溫的影響，從中找到了一些規(guī)律并進(jìn)行了總結(jié)分析，提出的建議經(jīng)后期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，確實(shí)有效地降低了旋風(fēng)分離器入口煙溫，保證了300 MW CFB鍋爐的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1、300 MW CFB鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)介紹
    #2鍋爐為亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、單鍋筒、平衡通風(fēng)鍋爐，爐膛下部采用雙褲衩型結(jié)構(gòu)。鍋爐總共配備了13臺(tái)6 kV的大型風(fēng)機(jī)：兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)石灰石風(fēng)機(jī)、5臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)（三運(yùn)兩備）和兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)機(jī)主要提供鍋爐褲衩兩側(cè)爐內(nèi)物料的流化風(fēng)、密相區(qū)燃燒所需空氣，二次風(fēng)機(jī)主要提供爐膛內(nèi)煤燃燒所需要的空氣，石灰石風(fēng)機(jī)主要提供石灰石粉進(jìn)入爐膛所需要的輸送風(fēng)，高壓流化風(fēng)機(jī)主要提供鍋爐回料閥、外置式換熱器及風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器內(nèi)的流化風(fēng)。引風(fēng)機(jī)則是將經(jīng)過(guò)尾部煙道換熱和電除塵凈化過(guò)的煙氣抽出，通過(guò)煙囪排向大氣。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構(gòu)成了CFB鍋爐的物科熱循環(huán)回路，煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)，產(chǎn)生的煙氣分別進(jìn)入4個(gè)分離器，進(jìn)行氣固兩相分離，經(jīng)過(guò)分離器凈化過(guò)的煙氣進(jìn)入尾部煙道。分離器分離下來(lái)的高溫物料一部分直接返送回爐膛，另一部分進(jìn)入外置式換熱器，外置換熱器入口設(shè)有錐型閥，通過(guò)調(diào)整錐型閥的開(kāi)度來(lái)控制外置式換熱器和回料閥的循環(huán)物料分配。
    云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電公司兩臺(tái)300 MW CFB鍋爐燃用的是云南省小龍?zhí)睹旱V的褐煤，灰變型溫度是1060℃，灰軟化溫度是1ll0℃，灰流動(dòng)溫度是1130℃。從小龍?zhí)睹旱拿嘿|(zhì)、燃燒特性及溫度分布可看出，揮發(fā)分的熱量釋放占爐內(nèi)總熱量的比例較大，爐內(nèi)的平均碳含量較低，小龍?zhí)逗置壕哂泻軓?qiáng)的破碎特性，二次破碎程度較高。入爐煤粒徑在50 mm左右可以保證CFB鍋爐對(duì)物料平衡的要求。
2、300 MW CFB鍋爐超溫控制試驗(yàn)介紹
    實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐旋風(fēng)分離器及其回料閥內(nèi)長(zhǎng)期超溫運(yùn)行(950—990℃)．可能導(dǎo)致外循環(huán)回路的結(jié)焦，嚴(yán)重威脅#2鍋爐風(fēng)煙燃燒系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行．針對(duì)這一情況，在2008年06月12日對(duì)#2鍋爐做了鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)整試驗(yàn)，尋找改變一次風(fēng)率對(duì)#2鍋爐旋風(fēng)分離器的入口煙溫的影響，從中找到一些規(guī)律，指導(dǎo)#2鍋爐的運(yùn)行調(diào)整。
    在試驗(yàn)期間維持#2機(jī)組負(fù)荷在183 MW左右穩(wěn)定運(yùn)行，給煤量一直保持在157-163 t/h之間小范圍波動(dòng)，鍋爐主汽壓力等鍋爐主參數(shù)都比較穩(wěn)定，鍋爐燃燒系統(tǒng)沒(méi)有大的擾動(dòng)，試驗(yàn)期間燃燒系統(tǒng)的各部煙溫測(cè)點(diǎn)變化，應(yīng)該主要是改變一次風(fēng)率改變所致。
本次試驗(yàn)采取逐步改變一次風(fēng)量，每次改變量為20kNnl，／h往上遞增，每次改變風(fēng)量后，等到燃燒穩(wěn)定一段時(shí)間(40min)，爐膛各部位溫度變化率和爐膛各處壓力趨于穩(wěn)定后，觀察爐膛左右兩側(cè)下部、中部、上部及左右兩側(cè)整體床溫變化，旋風(fēng)分離器的入口煙溫的變化趨勢(shì)，從中尋找規(guī)律。
 　 試驗(yàn)總共做了6個(gè)工況點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析，一次風(fēng)量分別是203、234、257、274. 295和310 kNm-/h．主要數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表1，一次風(fēng)率與左，右側(cè)爐膛溫度的變化關(guān)系見(jiàn)圖l和圖2。
    從圖l和圖2可看出，隨著一次風(fēng)率的增加，爐膛整體溫度趨于均勻分布，密相區(qū)總體溫度大幅度上升，分離器入口溫度大幅度下降，爐膛中上部溫度先增加再略有下降。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
3、300 MW CFB鍋爐超溫控制試驗(yàn)分析
    已有的研究發(fā)現(xiàn)，燃料中碳的燃燒有一部分先通過(guò)生成CO再進(jìn)一步燃燒生成C02，在CFB鍋爐燃燒條件下，空隙率減少使CO的氣相反應(yīng)難以進(jìn)行，隨著一次風(fēng)量的降低，爐膛下部速度減小，物料空隙率降低，co和碳在爐膛下部的燃燒速度也將減小，由于對(duì)CFB鍋爐爐膛內(nèi)中心缺氧的分布特點(diǎn)，不利于CO和碳在爐膛中下部的燃盡，造成分離器入口區(qū)域的后燃和溫度升高。
 　 在低負(fù)荷條件下，小龍?zhí)逗置旱膿]發(fā)分釋放更加集中于下部，過(guò)低的一次風(fēng)率使物料的空隙率減小，不利于co和碳的燃燒，爐膛熱量釋放上移，造成爐膛中部溫度高于下部溫度。爐膛中下部的中心缺氧分布規(guī)律使?fàn)t膛的熱量進(jìn)一步在爐膛上部及分離器入口區(qū)域釋放，因此造成分離器區(qū)域的超溫現(xiàn)象。
 　　2# CFB鍋爐的運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低負(fù)荷條件下，由于煙氣流速降低，鍋爐內(nèi)物料的外循環(huán)流率減少，內(nèi)循環(huán)流率相對(duì)增大，導(dǎo)致床層壓力上升，如果仍然維持原有的一次風(fēng)量，將造成密相區(qū)煤與空氣混合不好，煤在爐膛內(nèi)的燃燒延遲，燃燒時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)下部燃燒減弱，而爐膛上部燃燒溫度升高，所以需要維持比鍋爐滿負(fù)荷更高的一次風(fēng)量，率，保證物料的空隙率使CO和碳的燃燒得以在爐膛下部進(jìn)行，以保證CFB爐膛內(nèi)的熱量均勻釋放，因此在實(shí)際運(yùn)行操作上，隨著鍋爐負(fù)荷的降低，相應(yīng)地提高一次風(fēng)率，用于保證爐內(nèi)物料流化，強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒和熱量均勻釋放，有效降低旋風(fēng)分離器入口煙溫。
4、結(jié)論
    根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論，在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高一次風(fēng)量，率，能切實(shí)改善300 MW CFB鍋爐的爐內(nèi)燃燒工況，降低300 MW CFB鍋爐旋風(fēng)分離器入口煙溫超溫現(xiàn)象的發(fā)生，確保了300MW CFB鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。